CN101436099A - 电子设备的有触感触摸屏 - Google Patents

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Abstract

一种电子设备，包括：底座、触摸屏显示器、开关对、以及可操作组件。触摸屏显示器连接至底座、相对于底座可移动，并包括显示设备和覆盖在显示设备上的触敏输入表面。开关对位于底座和触摸屏显示器之间，并配置为响应于在触摸屏显示器的触敏输入表面上任何地方施加力，致动开关中的一个，并且响应于在触摸屏显示器的触敏输入表面上的施加多个力，致动两个开关。可操作组件包括连接至触敏输入表面的控制器和连接至控制器和显示器的处理器。

Description

电子设备的有触感触摸屏
技术领域
本发明总体上涉及针对便携式电子设备的输入和输出设备。
背景技术
便携式电子设备已经得到了广泛的使用，并且可以提供各种功能，例如，包括电话、电子消息收发以及其他个人信息管理器(PIM)应用功能。便携式电子设备可以包括多种类型的设备，包括诸如简单的蜂窝电话、智能电话、无线PDA和具有无线802.11或蓝牙功能的膝上计算机的移动台。从诸如Mobitex和DataTAC等仅支持数据的网络到诸如GSM/GPRS、CDMA、EDGE、UMTS和CDMA2000网络等支持语音和数据的网络，这些设备运行在多种网络上。
诸如PDA或智能电话等设备通常供手持使用并易于携带。通常期望可携带更小的设备。由于这样的手持设备较小，可用于用户输入和输出设备的空间有限，因此触摸屏输入/输出设备在这样的手持设备上是特别有用的。此外，可以根据正在执行的功能和操作，修改触摸屏输入/输出设备上的屏幕内容。
触摸屏输入/输出设备由显示器(如液晶显示器)和触敏覆层的构成。这些输入/输出设备存在与用户交互作用和响应有关的固有缺点。特别是，这样的触摸屏设备不能提供用于明确指示输入的用户期望的触觉反馈，带来了较差的用户体验。
因此，期望改进输入/输出设备。
发明内容
根据一个方面，提供了一种电子设备，包括：底座、触摸屏显示器、开关对、以及可操作组件。触摸屏显示器连接至底座、相对于底座可移动，并包括显示设备和覆盖在显示设备上的触敏输入表面。开关对位于底座和触摸屏显示器之间，并配置为响应于在触摸屏显示器的触敏输入表面上任何地方施加力，致动开关中的一个，并且响应于在触摸屏显示器的触敏输入表面上的施加多个力，致动两个开关。可操作组件包括连接至触敏输入表面的控制器和连接至控制器和显示器的处理器。
根据另一方面，触摸屏显示器可以包括用于向显示设备和触敏输入表面提供机械支撑的显示支撑，显示设备触敏输入表面放置在显示支撑上。
根据另一方面，致动器可以放置在触摸屏显示器和底座之间，并在开关对之间延伸，响应于触摸屏显示器的触敏输入表面上施加的力，致动一个开关，并且响应于施加在触摸屏显示器的触敏输入表面上的多个力，致动两个开关。显示支撑可以包括至少一个突起，该突起向着底座延伸，用于接触致动器，以致动开关。同样，致动器可以包括向着显示支撑延伸的突起，用于接触触摸屏显示支撑以致动开关。致动器可以是在开关对之间延伸的横梁。
根据另一方面，可以在底座和触摸屏显示器之间提供限位器，以限制显示器向着底座方向的移动。限位器可以包括从底座突起、靠近触摸屏显示器的外边缘的台阶。限位器可以限制显示器的移动距离，以允许在向触摸屏显示器施加单个力时允许成功致动单个开关，并且当保持第一力的同时向触摸屏显示器施加第二力时还允许致动第二开关。
根据另一方面，开关对可以位于从底座延伸的支臂上。支臂可以是柔性的，开关对中的一个可以位于比开关对中的另一个更靠近触摸屏显示器的位置。
根据又一方面，开关被定位为开关对中的一个可以位于开关对中的另一个和触摸屏显示器之间。致动开关对中的一个所需的最小力小于致动开关对中的另一所需的最小力。
根据另一方面，开关中的一个可以位于比开关中的另一个更靠近触摸屏显示器的位置，并且开关中的一个包括超程，以允许致动后的进一步按压。
根据又一方面，开关可以是穹顶型开关。
根据一个方面，提供一种触摸屏显示器，包括底座、连接至底座并相对于底座可移动的显示设备、覆盖在显示设备上的触敏输入表面、以及开关对，该开关对位于底座和显示设备之间，被配置为响应于在触摸屏显示器的触敏输入表面上任何位置施加力，致动开关中的一个，并且响应于在触摸屏显示器的触敏输入表面上施加多个力，致动两个开关。
附图说明
参照附图，仅作为示例，对本发明的实施例进行描述，在附图中：
图1是根据一个实施例的便携式电子设备的俯视图，为了说明的目的，以虚轮廓线示出了特定的隐藏特征；
图2是图1便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)；
图3是特定组件的方框图，包括图1便携式电子设备的特定内部组件；
图4是图1便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)，示出了施加至触摸屏显示器上的点的力；
图5是图1便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)，示出了施加至触摸屏显示器上的位置的力；
图6是图1便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)，示出了施加至触摸屏显示器上另一位置的力；
图7是根据另一实施例的便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)；
图8是根据另一实施例的便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)；
图9是根据又一实施例的便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)；
图10是根据又一实施例的便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)；以及
图11是图10便携式电子设备的简化的截面图(未按比例示出)，示出了施加至触摸屏显示器上的位置的力。
具体实施方式
应当理解的是，为了说明的简要和清晰起见，在适当的情况下，附图间的参考数字可能重复，以表明相应的或类似的元件。另外，阐述了大量特定的细节，以便提供对这里所描述的实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员应当理解的是，没有这些特定的细节也可以实现这里所描述的实施例。另一方面，没有详细描述公知的方法、过程和组件，以免模糊这里所描述的实施例。同样，该描述不应视作对这里所描述的实施例的范围的限制。应当理解的是，示例性视图，特别是那些在图2和4到11中示出的视图是未按比例示出的，并且出于解释和理解的目的提供这些视图。
这里描述的实施例通常涉及具有显示器的便携式电子设备。便携式电子设备的示例包括移动或手持无线通信设备，诸如寻呼机、蜂窝电话、蜂窝智能电话、无线管理器、个人数字助手、支持无线功能的笔记本计算机等。
便携式电子设备可以是具有高级数据通信功能的双向通信设备，包括通过收发机站的网络与其他便携式电子设备或计算机系统进行通信的功能。便携式电子设备还可以具有允许语音通信的功能。根据便携式电子设备所提供的功能，该便携式电子设备可以被称作数据消息收发设备、双向寻呼机、具有数据消息收发功能的蜂窝电话、无线因特网装置、或数据通信设备(具有或不具有电话功能)。便携式电子设备还可以是不具有无线通信功能的便携式设备，如手持电子游戏设备、数字相册、数码摄像机等。
参照图1至图3，通常由数字20表示在本实施例中是便携式电子设备的电子设备。便携式电子设备20包括底座22、触摸屏显示器24、开关对26、28、和可操作组件(图3所示)，该触摸屏显示器24连接至底座22、相对于底座22可移动，并且包括显示设备和覆盖在显示设备30上的触敏输入表面32。开关26、28位于底座22和触摸屏显示器24之间，并被配置为响应于在触摸屏显示器24的触敏输入表面32上任何地方施加力，致动开关中的一个，并且响应于在触摸屏显示器24的触敏输入表面32上施加多个力，致动两个开关。可操作组件包括，连接至触敏输入表面32的控制器34、以及连接至控制器34和触摸屏显示器24的处理器40。
现在参照图3，示出了便携式电子设备20的示例性实施例的方框图。便携式电子设备20包括诸如处理器40的多个组件，该处理器40控制便携式电子设备20的全部操作。通过通信子系统42执行通信功能(包括数据和语音通信)。便携式电子设备20接收的数据可以由解码器44解压缩和解密，解码器44根据任何适合的解压缩技术(例如，YK解压缩和其他已知的技术)和加密技术(例如，使用诸如数据加密标准(DES)、三元组加密、或高级加密标准(AES)等加密技术)进行操作。通信子系统42从无线网络1000接收消息，并且向无线网络1000发送消息。在该便携式电子设备20的示例性实施例中，通信子系统42根据全球移动通信系统(GSM)和通用分组无线业务(GPRS)标准进行配置。GSM/GPRS无线网络在全世界使用，并且期望这些标准将最终被增强数据GSM环境(EDGE)和通用移动电信服务(UMTS)所取代。正在定义新的标准，但可以相信的是，新的标准将与这里描述的网络行为类似，并且本领域普通技术人员可以理解，这里描述的实施例倾向于使用在未来开发的任何适合的标准。连接通信子系统42和无线网络100的无线链路代表一个或多个不同的射频(RF)信道，根据专门为GSM/GPRS通信而定义的协议进行操作。利用更新的网络协议，这些信道能够同时支持电路交换语音通信和分组交换数据通信。
尽管在一个典型实施例中，与便携式电子设备20相关联的无线网络1000是GSM/GPRS无线网络，但是在其他实施方式中，可以将其他无线网络与便携式电子设备20相关联。例如，可以采用的不同类型的无线网络，包括：数据中心无线网络、语音中心无线网络、以及可以在相同的物理基站上同时支持语音和数据通信的双模式网络。组合双模式网络包括但不限于：码分多址(CDMA)或CDMA1000网络、GSM/GPRS网络(如上所述)、以及类似EDGE和UMTS的未来第三代(3G)网络。数据中心网络的一些其他示例包括WiFi 802.11、MobitexTM和DataTACTM网络通信系统。语音中心数据网络的示例包括类似GSM的个人通信系统(PCS)网络和时分多址(TDMA)系统。处理器40还与附加子系统相互作用，诸如随机存取存储器(RAM)46、闪速存储器48、具有输入表面的显示设备30、辅助输入/输出(I/O)子系统50、数据端口52、扬声器54、麦克风56、短距离通信58以及其他设备子系统60。
便携式电子设备20的一些子系统执行与通信相关的功能，而其他子系统可以提供“驻留”或设备机载功能。例如，显示器30和输入表面可以用于与通信相关的功能(诸如输入通过网络1000传输的文本消息等)和设备驻留功能(诸如计算器或任务列表等)。
便携式电子设备20可以在完成网络注册和激活过程之后，通过无线网络1000发送和接收通信信号。网络接入与便携式电子设备20的订户或用户相关联。根据本实施例，为了识别订户，便携式电子设备20使用插入SIM/RUIM接口64中的SIM/RUIM卡62(即，订户身份模块或可拆卸用户身份模块)来与网络通信。SIM卡或RUIM 62是一种传统“智能卡”，可以用于识别便携式电子设备20的订户，并且使便携式电子设备20个人化。在本实施例中，没有SIM卡62，便携式电子设备20不能完全与无线网络1000进行通信。通过将SIM卡/RUIM 62插入SIM/RUIM接口64中，订户可以访问所有预订的服务。这些服务可以包括：web浏览和诸如电子邮件、语音邮件之类的消息收发；短消息服务(SMS)；以及多媒体消息收发服务(MMS)。更高级的服务可以包括：销售点、现场服务、销售自动化。SIM卡/RUIM 62包括处理器和用于存储信息的存储器。一旦SIM卡/RUIM 62被插入SIM/RUIM接口64中，SIM卡/RUIM 62便耦合至处理器40。为了识别订户，SIM卡/RUIM 62可以包括诸如国际移动用户标识号(IMSI)等一些用户参数。使用SIM卡/RUIM 62的优势在于：订户不必绑定于任何单一物理便携式电子设备。SIM卡/RUIM 62还可以存储针对便携式电子设备的附加订户信息，包括记事本(或日历)信息和最近通话信息。可选地，用户的身份信息还可以被编制到闪速存储器48中。
便携式电子设备20是电池供电的设备，并且包括用于容纳一个或多个可再充电电池68的电池接口66。至少在一些实施例中，电池68可以是具有嵌入式微处理器的智能电池。电池接口66耦合至稳压器(未示出)，辅助电池68向便携式电子设备20提供电源V+。尽管当前技术使用电池，但是未来技术(诸如微型燃料电池)也可以向便携式电子设备20提供电源。
便携式电子设备20还包括将在下面详细描述的操作系统70和软件组件72至82。典型地，由处理器40执行的操作系统70和软件组件72至82可以存储在诸如闪速存储器48等的永久存储器中，该闪速存储器48也可以由只读存储器(ROM)或类似的存储器元件(未示出)代替。本领域普通技术人员应当理解：可以将操作系统70和软件组件72至82中的一部分(诸如设备专用应用或其一部分)临时地载入易失性存储器(如RAM 46)中。还可以包括如本领域技术人员所公知的其他软件组件。
通常，在制造期间，将包括数据和语音通信应用的、控制基本设备操作的软件应用子集72安装在便携式电子设备20中。其他软件应用包括消息应用74，可以是允许便携式电子设备20的用户发送和接收电子消息的任何适合的软件程序。如本领域普通技术人员所公知，存在多种消息应用74。典型地，将已经由用户发送或接收的消息存储在便携式电子设备20的闪速存储器48中，或存储在便携式电子设备20中的一些其他适合的存储元件中。至少在一些实施例中，一些发送和接收的消息可以针对设备20远程存储，诸如存储在与便携式电子设备20通信的关联主机系统的数据存储器中。
软件应用还可以包括，设备状态模块76、个人信息管理程序(PIM)78、以及其他适合的模块(未示出)。设备状态模块76提供永久性，即，设备状态模块76确保将重要的设备数据存储在诸如闪速存储器48等的永久存储器中，从而当便携式电子设备20关闭或断电时，不会丢失数据。
PIM 78包括用于组织和管理用户感兴趣的数据项的功能，例如但不限于，电子邮件、通讯簿、日历事件、语音邮件、约会和任务项。PIM应用具有经由无线网络1000发送和接收数据项的能力。PIM数据项可以经由无线网络1000与存储在主机系统中和/或与主机系统相关联的、便携式电子设备订户的相应数据项无缝地整合、同步和更新。这个功能在便携式电子设备上创建了关于这些项目的镜像主机。当主机系统是便携式电子设备订户的办公计算机系统时，这一点是特别有利的。
便携式电子设备20还包括连接模块80、以及信息技术(IT)策略模块82。连接模块80用于实现便携式电子设备20与无线基础结构和授权便携式电子设备20与之接口的任何主机系统(如企业系统)进行通信所需的通信协议。
连接模块80包括一组API，该API组与便携式电子设备20集成，以允许便携式电子设备20使用与企业系统相关联的任意数目的服务。连接模块80允许便携式电子设备20建立与主机系统之间的端到端安全的、认证的通信管道。由连接模块80提供的用于接入的应用子集可以用于将IT策略命令从主机系统传送至便携式电子设备20。这可以采用无线或有线的方式予以实现。然后，可以将这些指令传送至IT策略模块82，以修改设备20的配置。可选地，在一些情况中，IT策略更新还可以通过有线连接来实现。
也可以将其他类型的软件应用安装在便携式电子设备20上。这些软件应用可以是在制造便携式电子设备20之后添加的第三方应用。第三方应用的示例包括游戏、计算器、实用程序等。
附加的应用可以通过无线网络1000、辅助I/O子系统50、数据端口52、短距离通信子系统58、或任何其他的适合设备子系统60中的至少一个被加载到便携式电子设备20上。这种应用安装的灵活性增加了便携式电子设备20的功能性，并且可以提供增强的设备机载功能、通信相关功能、或这二者。例如，安全通信应用可以利用便携式电子设备20来实现电子商务功能和其他此类金融交易。
数据端口52使订户能够通过外部设备或软件应用来设置自己的喜好，并且不用通过无线通信网络就可以提供将信息或软件下载至便携式电子设备20，从而扩展了便携使电子设备20的能力。例如，可以使用可选的下载路径，通过直接并因此可靠和可信的连接来提供安全的设备通信，将加密密钥加载至便携式电子设备20。
数据端口52可以是能够在便携式电子设备20与其他计算设备之间进行数据通信的任何合适的端口。数据端口52可以是串行或并行端口。在一些情况中，数据端口52可以是USB端口，USB端口包括用于数据传输的数据线和可以提供充电电流以对便携式电子设备20的电池68充电的电源线。
短距离通信子系统58不使用无线网络100，提供便携式电子设备20和不同的系统或设备之间的通信。例如，子系统58可以包括红外器件和用于短距离通信的相关电路和组件。短距离通信标准的示例包括由红外数据协会(IrDA)开发的标准、蓝牙、以及由IEEE开发的802.11系列标准。
在使用中，诸如文本消息、电子邮件消息、或网页下载的接收信号由通信子系统42处理并且输入至处理器40。然后，处理器40处理接收信号以便向显示器30输出或可选地向辅助I/O子系统50输出。例如，订户还可以使用与显示器30相连接的输入表面32，并且也可能使用辅助I/O子系统50编辑诸如电子邮件消息的数据项。辅助I/O子系统50可以包括诸如鼠标、轨迹球、红外指纹检测器、或具有动态按钮按动功能的摇杆轮等设备。还可以提供键盘，诸如字母数字键盘和/或电话类型的小键盘。编辑的项目可以经由通信子系统42在无线网络1000上发送。
对于语音通信，除了将接收到的信号输出至扬声器54、以及通过麦克风56产生用于发送的信号以外，便携式电子设备20的总体操作基本上是类似的。诸如语音消息记录子系统等可选的语音或音频I/O子系统也可以在便携式电子设备20上实现。尽管语音或音频信号输出主要通过扬声器54完成，但是显示器30也可以用于提供附加的信息，诸如呼叫方身份、语音呼叫的持续时间、或其他语音呼叫相关信息。
再次参照图1和图2，底座22是外壳84的一部分，外壳84还包括与底座22隔开并框住触摸屏显示器24的框架86。侧壁88在底座22和框架86之间延伸。外壳84包括显示器限位器(stop)89，从底座22向触摸屏显示器24延伸并从侧墙88向内超着底座22延伸、用于限制触摸屏显示器24朝着底座22的移动量。因此，显示器限位器89由从底座22突起的台阶(step)形成。然而，应当理解的是，显示器限位器89可以是用于限制触摸屏显示器24的移动的任何适合的限位器。根据本实施例，侧壁88通常垂直于底座22和框架86而延伸。底座22包括可移除地附加的板(未示出)，例如，用于插入和移除上述电池68和SIM/RUIM卡62。应当理解的是，例如，底座22、侧壁88、框架84和显示器限位器89是可以注模成形(injection molded)的。使框架84的大小和形状适合框住外露触摸屏显示器24的窗口，该窗口用于通过用户触摸触摸屏显示器24的输入表面32而进行输入，以及用于显示显示设备30上的输出。如图2所示，将触摸屏显示器24朝着框架86偏置，框架86将触摸屏显示器24保持在外壳84内。因此，触摸屏显示器24是在外壳84内是可移动的，并受外壳84的约束。可以设想，触摸屏显示器24的边缘可以由围绕所述边缘的边缘支撑而支撑，因此触摸屏显示器被偏置，以使边缘支撑与外壳84的框架86接触。根据图1中示出的实施例，框架86通常是矩形的(尽管其他形状也是可能的)。例如，框架86的角可以是倒圆的(rounded)。
触摸屏显示器24由刚性的显示支撑90支撑，以提供对触摸屏显示器24的结构支撑，并且防止由于弯曲使触摸屏显示器24损坏或折断。显示支撑90可以由任何适合的材料形成，并且还可以包括诸如印制电路板等功能性组件。应当理解的是，触摸屏显示器24是包括覆盖在LCD显示设备30上的触敏输入表面32和其他组件在内的组件的集合，所述其他组件可以包括诸如背光灯(未示出)等可选组件。通过偏置元件92将触摸屏显示器24朝着框架86偏置而远离外壳84的底座22，从而触摸屏显示器24的边缘与框架86的底侧接触。根据本实施例，四个偏置元件92位于底座22和触摸屏显示器24之间，每一个偏置元件92位于触摸屏显示器24的相应的角附近。偏置元件92由诸如泡沫等任何合适的材料制成，通过向触摸屏显示器24施加适当的力，允许触摸屏显示器24在外壳84内移动。偏置元件92不限于泡沫，可以实现为任何适合的偏置元件，例如，一个或多个板簧、一个或多个卷簧、橡胶、凝胶等。应当理解的是，也可以使用其它数目的偏置元件92，事实上，例如，偏置元件可以是围绕并靠近触摸屏显示器24的周边的连续元件。偏置元件提供类似弹簧的力，以将触摸屏显示器24偏置远离底座22而朝向框架86。此外，可以通过开关26、28而不是采用偏置元件92，来偏置触摸显示器24。
位于触摸屏显示器和外壳84的底座22之间的还有开关对26、28。在本实施例中，开关26、28是穹顶型(dome-type)开关，然而，开关26、28可以是任何适合的机械开关。开关26、28被横向隔开，其中一个开关26的位置比另一个开关28更靠近触摸屏显示器24中心处的凸起100。如图所示，开关26位于靠近触摸屏显示器24中心的位置，而另一开关28位于距离中心较远的位置。通过位于开关26、28和触摸屏显示器24之间的致动器94，按压(或致动)开关26、28。致动器94包括横梁(beam)95和一对隔开的突起96、98，每一个突起在横梁95的各端向着底座延伸，直至与彼此隔开的开关26、28中的相应的一个接触。应当理解的是，致动器94在与触摸屏显示器24的中心不等距的开关26、28之间延伸，因此致动器94相对于触摸屏显示器24并非在中心位置。凸起100从显示支撑90(从大体位于触摸屏显示中心的点)开始向着底座22延伸直至与致动器94接触。由于凸起100从触摸屏显示器24中心开始延伸，并与相对于触摸屏显示器24并非处于中心的致动器94接触，因此凸起100在与横梁95长度中心间隔开来的一点处与致动器100接触。因此，由用户按压触摸屏显示器24所导致的触摸屏显示器的移动，引起致动器94的移动，从而致动(按压)至少一个开关26、28。用户按压触摸屏显示器24上的第一位置，引起触摸屏显示器24的移动以及最靠近触摸屏显示器24中心的那个开关26的致动。由于触摸屏显示器24的边缘在用户按压的触摸屏显示器24一侧与显示器限位器邻接，因此触摸屏显示器的移动受到显示器限位器89的限制。在仍然按压触摸屏显示器24上的第一位置的同时，用户在触摸屏显示器24上的第二位置处按压，引起触摸屏显示器24的进一步移动和另一开关24的致动。同样，触摸屏显示器24的移动受到显示器限位器89的限制。在本实施例中，凸起100是从显示支撑90开始延伸的倒圆的凸起。然而，应当理解的是，凸起100可以是任何适合的形状，并可以作为致动器94的一部分而形成，此时凸起100突起96、98的背侧从横梁95开始延伸，以与显示支撑90接触，而不是在显示支撑90上形成。
因此，在用户与便携式电子设备20的用户界面进行交互期间，用户在触摸屏显示器24的触摸表面32上的任何地方的第一位置处施加力，引起对开关26的按压，从而向用户提供明确的触感反馈。此外，用户在保持在触摸屏显示器的第一位置处施加力的同时向触摸屏显示器24的第二位置处施加力，引起对另一开关28的按压，从而向用户提供明确的触感反馈。因此，如图5所示，开关26、28均被按压。
参照图3，上述包括处理器40和其它组件的组件容纳在外壳84中，以提供便携式电子设备22的功能性。
如上所述，触摸屏显示器24包括显示设备30和覆盖在显示设备30上的触敏输入表面32，以向用户输入提供图形用户界面。当用户触摸触摸屏显示器24或沿着触摸屏显示器24滑动手指时，触摸屏显示器24产生信号，引起在处理器40处的命令发起。触摸屏显示器24为用户交互提供图形用户界面。因此，显示设备30通过与触摸屏显示器24的触敏输入表面的用户交互，提供可选的或可操作的图形表示。
由于用户施加足够的力致动一个开关26或用户施加足够的力致动两个开关26、28，可以产生输入至处理器40其他信号，开关26、28可以提供其他输入。来自机械开关26、28致动的其他信号可以引起在处理器40处的命令发起，无论是来自机械开关26、28的信号和来自触敏输入表面32的信号中的一种信号还是两者组合。因此，在处理器40处发起的命令可以是由用户交互引起的、来自触摸触敏输入表面32的信号的结果、或是来自触摸触敏输入表面的信号与来自一个或两个机械开关26、28的信号的组合的结果。例如，用户交互可以是用户触摸触摸屏显示器24或用户沿着触摸屏显示器24滑动手指。手指沿着触摸屏显示器24的不同滑动动作还可以引起在处理器40处发起不同的命令。
还应当理解的是，便携式电子设备20的用户可以通过与触摸屏显示器24的交互在处理器40处发起命令，而不需要致动开关26以及由此致动开关28。例如，用户可以触摸触摸屏显示器24或沿着触摸屏显示器24滑动手指，以产生信号和发起命令，而不用施加足够的力以按压开关26。
现在参照图4到6，描述触摸屏显示器24在便携式电子设备20的外壳84内的移动。首先参照图4，示出了根据一个示例性实施例的便携式电子设备的简化的截面图，例如，其中沿箭头“A”的方向，用户的手指在触摸屏显示器24的触敏输入表面32上按压，以对触摸屏显示器上的位置施加力。如图所示，用户在触摸屏显示器24上按压，引起触摸屏显示器24的枢轴转动，从而在便携式电子设备20一侧(在该侧上向触摸屏显示器24施加力)上的偏置元件92A比便携式电子设备20中心的另一侧上的偏置元件92B被压缩得更多。从图中应当理解的是，当在触摸屏显示器24上施加力时，触摸屏显示器24沿着便携式电子设备20另一侧的边缘枢轴转动而抵靠框架86的下侧。在图4的示例中，当向触摸屏显示器24的右手侧施加力时，在便携式电子设备右手侧的偏置元件92A比在便携式电子设备20左手侧示出的偏置元件92B被压缩得更多。触摸屏显示器24向着底座22的移动受到显示器限位器89的限制。
如图4所示，当通过向触摸屏显示器24施加足够的力而引起触摸屏显示器24移动时，引起从显示支撑90突起的凸起100的移动，并引起致动器94的移动，造成致动器94和突起96的移动，从而按压开关26。因此致动了开关26。
现在参照图5，例如，用户在仍然沿箭头“A”的方向在触摸屏显示器24的触敏输入表面32上按压第一个手指的同时，沿箭头“B”的方向在触摸屏显示器24的触敏输入表面32上按压第二个手指，以施加第二力，。如图所示，用户在触摸屏显示器24上按压，引起触摸屏显示器24的枢轴转动，从而进一步压缩在便携式电子设备20另一侧上的偏置元件92B。从图中应当理解的是，利用第二力的施加，触摸屏显示器24沿着边缘枢轴转动而抵靠便携式电子设备20的被施加力的一侧的显示器限位器89。在图5的示例中，当触摸屏显示器24枢轴转动而抵靠便携式电子设备20右手侧的显示器限位器89时，在便携式电子设备20左手侧的偏置元件92B被进一步压缩。同样，触摸屏显示器24向着底座22的移动受到显示器限位器89的限制。
如图5所示，当通过向触摸屏显示器24施加足够的力而引起的触摸屏显示器24的移动时，从显示支撑90突起的凸起100被移动并引起致动器94的移动，造成突起98按压开关28。因此，也致动了开关28。如图所示，开关26、28均被按压。应当理解的是，当第一力“A”也引起触摸屏显示器24的进一步移动，造成按压开关28时，不需要在触摸屏显示器24中心的另一侧上施加第二力“B”作为触摸屏显示器24同一侧上的第二力来按压开关28。应当理解的是，如图4和6所示，当触摸屏显示器24的一侧移动了最大距离d时，触摸屏显示器24的中心以及凸起100移动的距离为d/2，造成按压开关26。当施加两个力使触摸屏显示器24的两侧都移动最大距离d时，触摸屏显示器24的中心和凸起100移动距离d，造成按压开关26、28。
现在参照图6，示出了根据示例便携式电子设备的简化的截面图，例如，其中沿箭头“B”的方向，用户在触摸屏显示器24的触敏输入表面32上按压手指，以施加力。如图所示，用户在触摸屏显示器24上按压，引起触摸屏显示器24的枢轴转动，从而在便携式电子设备20的一侧(向触摸屏显示器24施加力的那一侧)的偏置元件92B比便携式电子设备20的另一侧的偏置元件92A被压缩得更多。从图中应当理解的是，当在触摸屏显示器24一侧施加力时，触摸屏显示器24沿着边缘枢轴转动而抵靠便携式电子设备20另一侧的框架86下侧。在图6的示例中，由于向触摸屏显示器24的左手侧施加力，因此在便携式电子设备左手侧的偏置元件92B比在便携式电子设备20右手侧示出的偏置元件92A被压缩得更多。触摸屏显示器24向着底座22的移动受到显示器限位器89的限制。
如图6所示，当向触摸屏显示器24施加足够的力而引起触摸屏显示器24的移动时，从显示支撑90突起的凸起100被移动并引起致动器94的移动，通过突起96造成按压开关26，因此致动开关26。
例如，通过用户在触摸屏显示器24上按压第二个手指以施加第二力，引起触摸屏显示器24的枢轴转动，从而，由于触摸屏显示器24沿着边缘枢轴转动而抵靠便携式电子设备20的被施加力的一侧的显示器限位器89，便携式电子设备20另一侧的偏置元件92A被压缩。例如，如图5所示，当施加足够的力引起触摸屏显示器24移动时，凸起100的移动引起致动器94的移动，通过突起98造成按压开关28。因此，致动开关28。同样，按压了两个开关26、28。
应当理解的是，例如，用户从触摸屏显示器24抬起两个手指中的一个以移除一个施加的力，造成触摸屏显示器24枢轴转动至图4或图6所示的位置，这取决于对触摸屏显示器24的哪一侧保持施加的力。距离触摸屏显示器24中心最远的开关28也返回至原始位置。因此，当在触摸屏显示器24上移除两个力中的一个时，开关28返回至原始位置。还应当理解的是，例如，用户从触摸屏显示器24同时抬起两个手指以移除两个施加的力，造成触摸屏显示器24返回至图2所示的位置，图2中触摸屏显示器24被偏置远离底座22而与框架86接触。开关26、28也均返回至图2所示的原始位置。
因此，例如，当虚拟键盘显示在便携式电子设备20的触摸屏显示器24上时，用户可以使用例如拇指以类似于用拇指在便携式电子设备的机械键盘上键入的方式，通过在触摸屏显示器24上按压来选择字符。当在触摸显示器24上显示的虚拟键盘上键入时，开关26、28向用户提供期望的有触感的反馈。例如，当键入多个字符时，利用拇指按压触摸屏显示器24，以选择字符，这可以在从触摸屏显示器24上的先前字符选择处抬起另一拇指之前发生。因此，在两个拇指同时接触并按压触摸屏显示器24期间，存在时间上的重叠。当按压触摸屏显示器以选择字符时，即使仍旧触摸屏显示器由于选择先前的字符而受到按压，开关对26、28也向用户提供有触感的反馈。此外，当从触摸屏显示器24抬起一个或两个拇指时，也可以提供有触感的反馈。
现在参照图7，描述本发明的另一实施例。根据本实施例，两个隔开的、一般为矩形的凸起102从显示支撑90向底座22方向延伸。开关对106、108位于靠近触摸屏显示器24中心的位置。凸起从触摸屏显示器的中心延伸，并与一个开关108接触。另一开关106与凸起102间隔开来，从而触摸屏显示器24的移动引起在致动开关106之前致动开关108，并且开关106的致动需要触摸屏显示器24中心更大的移动。开关108允许在致动后的超程，从而触摸屏显示器24可以进一步移动以致动开关106。开关106、108可以是任何适合类型的机械开关。因此，在本实施例中不存在致动器。取而代之的是，从显示支撑90延伸的凸起102接触并致动开关106、108。因此，例如，当通过用户按压在触摸屏显示器上而施加力时，触摸屏显示器24移动并且凸起102按压开关108。此外，当在仍然施加第一力的同时向触摸屏显示器24施加第二力时，触摸屏显示器24枢轴转动而抵靠显示器限位器89，凸起102按压另一开关106。因此，开关106、108均被按压。
现在参照图8，示出了本发明的又一实施例。在参照图9描述的实施例中，在底座22和触摸屏显示器24之间不存在致动器。根据本发明，两个间隔开来的、一般为矩形的凸起110、112从显示支撑90向底座22方向延伸。应当理解的是，除了两个矩形凸起，也可以是单个凸起从显示支撑90开始延伸。两个间隔开来的开关114、116沿着固定至底座22的柔性支臂118而设置，并以一定角度向上朝着触摸屏显示器24延伸。两个隔开的开关114、116位于沿着柔性支臂118的位置处，以分别通过凸起110、112来被致动。例如，当通过用户按压触摸屏显示器24而施加力时，触摸屏显示器24移动，凸起112按压开关116。当在仍然施加第一力的同时向触摸屏显示器24施加第二力时，由于触摸屏显示器24枢轴转动而抵靠显示器限位器89，触摸屏显示器24进一步移动，并且支臂118弯曲，从而另一凸出110接触并按压另一开关114。因此，开关114、116均被按压。例如，当通过用户从触摸屏显示器24上抬起手指而移除施加的力时，触摸屏显示器24返回至原始位置，柔性支臂118和开关114、116(在本发明中是穹顶型开关)返回至图8所示的位置。
现在参照图9，示出本发明的又一实施例。在参照图8和9描述的实施例中，在底座22和触摸屏显示器之间不存在致动器。取而代之的是，在本实施例中，存在两个开关120、122，第一开关120堆叠在第二开关122上。第二开关122位于底座22上并需要施加比致动第一开关120更大的力才能被致动。单个凸起124从显示支撑90向底座22方向延伸，并且与第一开关120接触。例如，当通过用户按压触摸屏显示器24而施加力时，触摸屏显示器24移动，凸起112移动，造成按压第一开关120。由于第二开关122需要施加更大的力来按压，因此第一开关120被按压而不是第二开关122。当在仍然施加第一力的同时向触摸屏显示器24施加第二力时，由于触摸屏显示器24枢轴转动而抵靠显示器限位器89，触摸屏显示器24进一步移动，并且凸起124进一步移动，造成按压第二开关122。因此，开关122、124均被按压。当通过用户从触摸屏显示器24上抬起手指而移除施加的力时，触摸屏显示器24返回至原始位置(触摸屏显示器24向框架86偏置而远离底座22)。开关114、116(在本发明中是穹顶型开关)也返回至图9所示的位置。
为了示例目的提供上述实施例。在仍旧执行相同功能的同时，所描述的许多特征可以改变。现在参照图10和11，示出了便携式电子设备的另一实施例，其中，底座22通过在底座22和触摸屏显示器24之间延伸并连接至这二者的柔性侧壁126，连接至触摸屏显示器24。
同样，底座22包括可移除地附加的板(未示出)，例如，用于插入和移除上述电池68和SIM卡62。柔性侧壁126可以由任何适合的柔性材料制成，例如，任何适合的弹性体。同样应当理解的是，触摸屏显示器24是包括由例如边缘支撑和刚性显示支撑90支撑的组件装配集合，包括覆盖在LCD显示设备30上的触敏输入表面32和其他组件，所述其他组件可以包括诸如背光(未示出)等可选组件。同样，触摸屏显示器24由刚性的显示支撑90支撑，以提供对触摸屏显示器24的结构支撑，并且防止由于弯曲使触摸屏显示器24损坏或折断。例如，柔性侧壁126通过与显示支撑90的机械互锁(interlock)和与底座22的机械互锁，连接在触摸屏显示器24和底座22之间。例如，在触摸屏显示器24的装配期间，可以通过机械地陷套住(trapping)柔性侧壁126，来形成与显示支撑90的机械互锁，或过铸模(overmold)形成这样的机械互锁。如在所述的实施例中，触摸屏显示器24相对于底座22可移动。在示出的示例性实施例中，机械显示支撑90包括类似于参照图2所示的实施例的上述凸起的凸起100。此外，当向触摸屏显示器24施加力(例如，按照图11中所示箭头“C”的方向的示例性力)时，凸起接触具有用于按压相应的开关26、28的突起96、98的致动器94。
在本实施例中，柔性侧壁126是连续的并围绕触摸屏显示器24的周边延伸，用于为容纳在底座22和触摸屏显示器24之间的组件提供防尘罩。当向屏幕施加力时，侧壁126弯曲以允许通过致动器94按压机械开关26、28，并且还起到使触摸屏显示器24偏置到不能致动开关26、28的位置。显示器限位器128位于底座22上，以限制触摸屏显示器24在底座22方向上移动的距离。应当理解的是，在仍旧提供相同功能的情况下，显示器限位器128可以采用许多不同的形式。
机械开关26、28、致动器94、突出96、98和凸起100的功能类似于参照图2到6所述的功能。
机械开关26、28和相对于底座22可移动的触摸屏显示器24向用户提供期望的有触感的反馈。如上所述，当选择触摸屏显示器24上的多个虚拟按钮的序列时，例如，通过拇指选择一个按钮而按压触摸屏显示器24，这可以在从触摸屏显示器24上的先前按钮选择处抬起另一拇指之前发生。因此，在两个拇指接触并按压触摸屏显示器24期间，存在时间上的重叠。当按压触摸屏显示器以选择按钮时，即使仍然按压触摸屏显示器24以选择先前的按钮时，开关对26、28也向用户提供有触感的反馈。此外，当从触摸屏显示器24抬起一个或两个手指时，可以提供有触感反馈。
虽然这里所描述的实施例针对便携式电子设备的特定实现方式，但是应当理解的是，对于这些实施例的修改和改变在本发明的范围和范畴之内，例如，在提供相同功能的同时，便携式电子设备的许多特征的大小和形状可以不同。此外，如参照图8所述，除了柔性支臂之外，也可以采用柔性致动器或柔性凸起。本领域的普通技术人员可以想到许多其他修改和改变。相信所有这些修改和改变在本发明的范畴和范围之内。

Claims (24)

1、一种触摸屏显示器，包括：
底座；
显示设备，连接至底座并相对于底座可移动；
触敏输入表面，覆盖在显示设备上；以及
第一和第二开关，设置在底座和显示设备之间，被配置为：响应于在触敏输入表面上任何位置施加力而引起显示设备的移动，在致动第二开关之前致动第一开关；响应于在触敏输入表面上的第一位置处施加第一力而引起第一枢轴转动动作，致动第一开关；以及响应于在施加第一力期间在触敏输入表面上的第二位置处施加第二力而引起第二枢轴转动动作，致动第二开关。
2、根据权利要求1的触摸屏显示器，包括：显示支撑，用于向显示设备和触敏输入表面提供机械支撑，显示设备和触敏输入表面设置在显示支撑上。
3、根据权利要求2的触摸屏显示器，包括：致动器，设置在显示设备和底座之间并在第一和第二开关之间延伸，用于响应于在触敏输入表面上第一位置处施加第一力，致动第一开关，以及响应于在施加第一力期间在触敏输入表面上第二位置处施加第二力，致动第一和第二开关。
4、根据权利要求3的触摸屏显示器，其中，致动器包括在第一和第二开关之间延伸的横梁。
5、根据权利要求3的触摸屏显示器，其中，第一开关比第二开关更靠近所述显示设备的中心。
6、根据权利要求3的触摸屏显示器，其中，显示支撑包括：至少一个突起，靠近显示支撑的中心，并朝着底座延伸以接触用于致动第一和第二开关的致动器。
7、根据权利要求3的触摸屏显示器，其中，致动器包括：突起，朝着显示支撑延伸以与显示支撑接触，并靠近显示支撑的中心，以致动第一和第二开关。
8、根据权利要求1的触摸屏显示器，包括位于底座和显示设备之间的显示器限位器，用于限制显示设备朝着底座的运动。
9、根据权利要求8的触摸屏显示器，其中，显示器限位器包括：从底座突起的台阶，靠近显示设备的外边缘。
10、根据权利要求1的触摸屏显示器，其中，第一和第二开关安装在从底座延伸的支臂上。
11、根据权利要求10的触摸屏显示器，其中，支臂是柔性的。
12、根据权利要求10的触摸屏显示器，其中，支臂被配置为使所述第一开关比第二开关更靠近所述显示设备。
13、根据权利要求1的触摸屏显示器，其中，第一和第二开关被定位为使第一和第二开关之一放置在第一和第二开关的另一个与显示设备之间。
14、根据权利要求13的触摸屏显示器，其中，致动第一开关所需的最小力小于致动第二开关所需的最小力。
15、根据权利要求1的触摸屏显示器，其中，第一开关比第二开关更靠近所述显示设备。
16、根据权利要求15的触摸屏显示器，其中，第一开关包括超程，以允许致动后的进一步按压。
17、根据权利要求1的触摸屏显示器，其中，第一和第二开关是机械开关。
18、根据权利要求17的触摸屏显示器，其中，第一和第二开关是穹顶型开关。
19、根据权利要求1的触摸屏显示器，包括：至少一个偏置元件，用于将显示设备偏置远离第一和第二开关。
20、根据权利要求1的触摸屏显示器，其中，响应于第一和第二开关中的任一个的致动，产生电信号，并且在处理器处接收所述电信号，作为除来自显示设备的输入之外的另一输入。
21、根据权利要求1的触摸屏显示器，包括：侧壁；以及框架，所述框架框住显示设备，并通过侧壁连接至底座。
22、根据权利要求1的触摸屏显示器，包括在底座和显示设备之间延伸的柔性侧壁。
23、根据权利要求22的触摸屏显示器，其中，柔性侧壁是连续的并围绕显示设备的周边延伸。
24、一种电子设备，包括：如前述权利要求中任一项所述的触摸屏显示器；可操作组件，包括连接至触敏输入表面的控制器和连接至控制器的处理器；以及显示设备。
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